本發(fā)明涉及水泥生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地，涉及一種預(yù)熱器裝置和包括其的分解爐系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、作為co2排放大戶，國家碳達峰、碳中和目標的提出對我國水泥工業(yè)產(chǎn)生深遠影響，控制水泥產(chǎn)量規(guī)模和實現(xiàn)水泥生產(chǎn)應(yīng)用過程的綠色低碳轉(zhuǎn)型，是我國踐行生態(tài)文明理念、如期實現(xiàn)“雙碳”目標的重點工作之一。

2、根據(jù)《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域能效標桿水平和基準水平(2022年版)》規(guī)定，水泥熟料能效標桿水平為100千克標準煤/噸，基準水平為117千克標準煤/噸。然而，截至2020年底，按照電熱當量計算法，水泥行業(yè)能效優(yōu)于標桿水平的產(chǎn)能約占5％，能效低于基準水平的產(chǎn)能約占24％。因此，水泥熟料生產(chǎn)線的能效急需提升。

3、水泥熟料生產(chǎn)線的預(yù)熱系統(tǒng)的熱交換效率不高，熱交換后廢氣的出口溫度約為330℃，由于排出的廢氣溫度較高，因此，造成了水泥熟料生產(chǎn)線的能源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種預(yù)熱器裝置和包括其的分解爐系統(tǒng)，該一種預(yù)熱器裝置能夠降低預(yù)熱系統(tǒng)排出廢氣的出口溫度，實現(xiàn)高效的熱交換。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種預(yù)熱器裝置，所述預(yù)熱器裝置包括從下至上依次連接的n個換熱器，分解爐內(nèi)的高溫?zé)煔庥勺钕路降牡谝粨Q熱器進入并由最上方的第n換熱器排出，n大于5；

3、所述換熱器設(shè)置為旋風(fēng)筒，相鄰兩個所述旋風(fēng)筒之間通過連接管路相連，所述連接管路的入口端連接位于下方的所述旋風(fēng)筒的出氣口，所述連接管路的出口端連接位于上方的所述旋風(fēng)筒的進氣口；

4、所述預(yù)熱器裝置還包括進料管路，所述進料管路連接于所述第n換熱器的連接管路，相鄰兩個所述旋風(fēng)筒中位于上方的所述旋風(fēng)筒的出料口連接至位于下方的所述旋風(fēng)筒的進氣口處的連接管路。

5、優(yōu)選地，位于最上方的所述旋風(fēng)筒至少設(shè)置兩個，多個所述旋風(fēng)筒并聯(lián)設(shè)置。

6、優(yōu)選地，所述旋風(fēng)筒的內(nèi)筒有效插入深度為l，所述旋風(fēng)筒的蝸殼的有效高度為h，0.79h≤l≤0.80h。

7、優(yōu)選地，相鄰兩個所述旋風(fēng)筒中位于上方的所述旋風(fēng)筒的出料口通過撒料盒與所述連接管路連通。

8、優(yōu)選地，所述撒料盒與所述連接管路的出口之間設(shè)置有間距，生料粉通過所述間距的時間為4-5s。

9、優(yōu)選地，所述連接管路的所述撒料盒與所述連接管路的連接處的下方設(shè)置有縮口。

10、優(yōu)選地，所述撒料盒還設(shè)置有能夠向所述撒料盒噴出氣體的噴吹管，所述噴吹管傾斜向下設(shè)置，所述噴吹管的出口朝向撒料板。

11、本發(fā)明還提供一種包括所述預(yù)熱器裝置的分解爐系統(tǒng)，所述分解爐系統(tǒng)包括分解爐，所述預(yù)熱器裝置的進氣口和出料口分別與所述分解爐連接；

12、所述預(yù)熱器裝置設(shè)置多個，多個所述預(yù)熱器裝置獨立工作。

13、優(yōu)選地，所述分解爐的三次風(fēng)入口傾斜向下設(shè)置。

14、根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明的預(yù)熱器裝置包括至少6級換熱器，分解爐內(nèi)的高溫?zé)煔庥勺钕路降牡谝粨Q熱器進入，逐級進入上方的換熱器，生料由進料管路進入，并逐級進入下方的換熱器，在高溫氣體向上運動和低溫生料向下運動的過程中，實現(xiàn)了高溫氣體與低溫生料之間的熱交換。

15、通常的預(yù)熱器裝置只包含級換熱器，完成全部的熱交換后，第n換熱器排出的廢氣的出口溫度約為330℃，由于排出廢氣的溫度很高，因此造成了一定的能量浪費。該預(yù)熱器裝置包括至少6級換熱器，使得這些高溫廢氣不會被直接排除，而仍然有機會進入換熱器與常溫狀態(tài)的生料進行熱交換，從而降低了廢氣排出時的出口溫度，有效提高了預(yù)熱器裝置的熱交換效率。

16、隨著n數(shù)值的增加，預(yù)熱器裝置中需要進行的熱交換次數(shù)也在增加，第n換熱器排出的廢氣的出口溫度則會逐漸降低。當n大于6之后，第n換熱器熱交換的成效也顯著降低，因此，綜合考慮設(shè)備的投入成本與效率提升的成效，優(yōu)選地，n＝6，不再布置第七換熱器。

17、換熱器設(shè)置為旋風(fēng)筒，由于高溫氣體中包含有來自分解爐的熱生料，熱生料即為分解爐的產(chǎn)品。因此，換熱器的效率提升包含兩個途徑，首先是提高換熱器的熱交換效率，其次就是提高換熱器對熱生料的過濾效率，減少隨高溫氣體排出的熱生料，使得消耗相同能源的情況下能夠得到更多的產(chǎn)品。

18、換熱器設(shè)置為旋風(fēng)筒能夠有效實現(xiàn)對高溫氣體中的熱生料的過濾作用，而且旋風(fēng)筒還具有耐高溫和過濾效率高的優(yōu)點。

19、旋風(fēng)筒包括進氣口、出氣口和出料口，高溫氣體由進氣口沿切線方向進入旋風(fēng)筒并在旋風(fēng)筒內(nèi)做螺旋運動，氣體高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，旋轉(zhuǎn)的固體粉塵將會從氣體中分離出來并沿著旋風(fēng)筒的側(cè)壁向下滑動，最終由出料口流出。

20、分解爐內(nèi)的高溫?zé)煔膺M入第一換熱器后，高溫氣體會由出氣口流出，并進入上一級的換熱器，而經(jīng)第一換熱器過濾得到的固體粉塵則由出料口流出并進入分解爐。高溫氣體進入上一級的換熱器后，首先在該換熱器內(nèi)做螺旋運動，并最終經(jīng)內(nèi)筒流出至出氣口，進入上一級的換熱器，依次類推，高溫氣體會由下向上的逐級進入上一級換熱器。

21、上一級的換熱器工作過程中過濾得到的固體粉塵由出料口流出并進入連接下一級的換熱器進氣口處的連接管路，固體粉塵噴入連接管路，連接管路內(nèi)流動著高溫氣體，在流動的高溫氣體的作用下，固體粉塵在連接管路內(nèi)與高溫氣體發(fā)生混合，發(fā)生熱交換的同時，生料粉會隨著高溫氣體向下一級的換熱器的進氣口運動，以此類推，生料粉實現(xiàn)了由上至下的逐級運動。

22、生料粉進入預(yù)熱器裝置后，當生料粉與高溫氣體接觸后，就發(fā)生了熱交換，在熱交換的過程中，生料粉逐級向下運動，溫度逐漸升高，而高溫氣體則逐級向上運動，溫度逐漸下降。因此，當生料粉的溫度升高后，其所遭遇的高溫氣體的溫度也越來越高，因此生料粉的溫度在其向下運動的過程中能夠得到可靠地提升。

23、本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術(shù)特征：

1.一種預(yù)熱器裝置，其特征在于，所述預(yù)熱器裝置包括從下至上依次連接的n個換熱器(11)，分解爐(6)內(nèi)的高溫?zé)煔庥勺钕路降牡谝粨Q熱器(1)進入并由最上方的第n換熱器(10)排出，n大于5；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱器裝置，其特征在于，位于最上方的所述旋風(fēng)筒至少設(shè)置兩個，多個所述旋風(fēng)筒并聯(lián)設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)熱器裝置，其特征在于，所述旋風(fēng)筒的內(nèi)筒(41)有效插入深度為l，所述旋風(fēng)筒的蝸殼(42)的有效高度為h，0.79h≤l≤0.80h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱器裝置，其特征在于，相鄰兩個所述旋風(fēng)筒中位于上方的所述旋風(fēng)筒的出料口(45)通過撒料盒(5)與所述連接管路(2)連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)熱器裝置，其特征在于，所述撒料盒(5)與所述連接管路(2)的出口之間設(shè)置有間距，生料粉通過所述間距的時間為4-5s。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)熱器裝置，其特征在于，所述連接管路(2)的所述撒料盒(5)與所述連接管路(2)的連接處的下方設(shè)置有縮口。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)熱器裝置，其特征在于，所述撒料盒(5)還設(shè)置有能夠向所述撒料盒(5)噴出氣體的噴吹管(84)，所述噴吹管(84)傾斜向下設(shè)置，所述噴吹管(84)的出口朝向撒料板(82)。

8.一種包括權(quán)利要求1-7中任意一項所述預(yù)熱器裝置的分解爐系統(tǒng)，其特征在于，所述分解爐系統(tǒng)包括分解爐(6)，所述預(yù)熱器裝置的進氣口(43)和出料口(45)分別與所述分解爐(6)連接；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分解爐系統(tǒng)，其特征在于，所述分解爐(6)的三次風(fēng)入口(71)傾斜向下設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種預(yù)熱器裝置，預(yù)熱器裝置包括從下至上依次連接的N個換熱器，分解爐內(nèi)的高溫?zé)煔庥勺钕路降牡谝粨Q熱器進入并由最上方的第N換熱器排出，N大于5；換熱器設(shè)置為旋風(fēng)筒，相鄰兩個旋風(fēng)筒之間通過連接管路相連，連接管路的入口端連接位于下方的旋風(fēng)筒的出氣口，連接管路的出口端連接位于上方的旋風(fēng)筒的進氣口；預(yù)熱器裝置還包括進料管路，進料管路連接于第N換熱器的連接管路，相鄰兩個旋風(fēng)筒中位于上方的旋風(fēng)筒的出料口連接至位于下方的旋風(fēng)筒的進氣口處的連接管路。該一種預(yù)熱器裝置能夠降低預(yù)熱系統(tǒng)排出廢氣的出口溫度，實現(xiàn)高效的熱交換。

技術(shù)研發(fā)人員：喬寶,張東升,徐寅生,曹毅,高峰
受保護的技術(shù)使用者：安徽海螺建材設(shè)計研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10